低溫共燒PZT基壓電陶瓷的研究及多層器件的制備.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、低溫共燒多層壓電陶瓷具有體積小、性能高等優(yōu)點,在集成電路等方面具有廣泛的應(yīng)用。多層低溫共燒陶瓷技術(shù)的關(guān)鍵是選擇在較低溫度燒結(jié)時具有較高綜合性能的陶瓷基體,并可用流延等方法制備高質(zhì)量的具有一定厚度的流延生片。Pb(Zr0.53,Ti0.47)O3-Sr(K0.25,Nb0.75)O3(PZT-SKN)陶瓷具有高的壓電性能(d33=445pC/N)和高的居里溫度(TC=356℃),是制作低溫共燒多層器件的理想材料。本論文根據(jù)鈮酸鉀鈉(Na0

2、.5K0.5)NbO3陶瓷的組成,在PZT-SKN的基礎(chǔ)上進行改進,研制了一種新的體系:Pb(Zr0.53,Ti0.47)O3-Sr(Na0.25,Nb0.75)O3(PZT-SNN)。通過探討SKN/SNN含量、燒結(jié)溫度、CuO含量及潮解性能對陶瓷微觀形貌和各方面性能的影響,確定了最佳的成分和燒結(jié)工藝,并利用流延法制備了低溫共燒多層陶瓷器件,對其進行了性能測試。
  首先,利用傳統(tǒng)固相法制備了PZT-SKN和PZT-SNN壓電陶

3、瓷,通過分析其微觀結(jié)構(gòu)和壓電、介電等性能,得出當SKN含量為1wt%、SNN含量為2wt%,并且陶瓷在1175℃燒結(jié)時,兩體系具有最優(yōu)性能。當添加1wt%的CuO時,0.98PZT-0.02SNN陶瓷的燒結(jié)溫度可降到900℃,其性能為:ρ=7.67g/cm3、d33=316pC/N、kp=0.49、εr=2260、Qm=134.44、tanδ=0.012、TC=353℃。此成分的壓電陶瓷可以用于制作內(nèi)電極為Ag的低溫共燒疊層器件。此外,

4、通過對比兩個體系的潮解性能,發(fā)現(xiàn)PZT-SNN系陶瓷的耐潮解性能比PZT-SKN體系好。
  其次,通過探索漿料制備工藝,利用流延法制備出了厚度約為60μm的流延生片,其表面光潔度較好,沒有氣泡、裂紋等缺陷,且可以很完整的從流延塑膜上揭取下來,可用于制備疊層器件。
  最后,通過確定合適的絲網(wǎng)印刷工藝和疊層、燒結(jié)工藝,成功制備出了疊層器件。觀察其顯微形貌可知,陶瓷層和內(nèi)電極銀層厚度均勻,且兩者之間的分界線很明顯。內(nèi)電極銀層未

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